饲用微生物的高密度培养

高密度培养(HCDC，high cell density culture)以其优越性在发酵生产上得到了广泛的应用。它能获得高的产率，降低生产成本，从而提高产品在市场上的竞争力。将高密度培养技术用于直接饲用微生物(DFH)的生产中，对于提高发酵水平，更好地满足市场需求，具有重要的意义。     

禽多杀性巴氏杆菌不同培养方法制备的种子液对高密度发酵培养菌数的影响

本试验用扁瓶固体培养法、摇床液体培养法和10L发酵罐培养法制备禽多杀性巴氏杆菌种子液,采用细菌比浊法和活菌计数法,计算高密度发酵菌液浓度,比较3种方法制备的种子液对禽多杀性巴氏杆菌抗原生产的影响。经过3批次试验,扁瓶固体培养法制备的种子液经高密度发酵培养后测得的活菌数为1.56×1010~1.65×1010 CFU/mL,比浊计数为2.10×1010~2.59×1010 CFU/mL;而摇床液体培养法制备的种子液经高密度发酵培养后测得的活菌数为1.54×1010~1.74×1010 CFU/mL,比浊计数为2.10×1010~2.45×1010 CFU/mL。发酵罐培养制备的禽多杀性巴氏杆菌种子接种200L发酵罐进行高密度发酵培养后测得的活菌数可达1.85×1010~2.05×1010 CFU/mL,比浊计数为2.45×1010~2.80×1010 CFU/mL。结果表明,10L发酵罐培养制备的种子液优于扁瓶固体培养法和摇床液体培养法制备的种子液,而后两者无明显差别;从3批次平均值看,前者比后两者活菌计数结果提高约21.60%,比浊计数结果提高约15.52%。说明采用10L发酵罐培养制备的禽多杀性巴氏杆菌种子进行高密度发酵培养可显著提高菌液浓度,增加单位抗原含量(P0.01)。     

以白酒糟为基质进行酵母培养物的研究

为降低酵母培养物的生产成本,并实现白酒糟的资源化无污染化利用,试验以廉价的白酒糟为主要基质,接种酿酒酵母,进行酵母高密度固体发酵后,在此固体基质上进行酵母自溶处理,摸索酵母在白酒糟固体培养基中增殖后的最佳自溶条件,最终确定了在实验室条件下以白酒糟为基质生产酵母培养物的工艺条件:调整经酵母高密度发酵的固体酒糟基质初始p H值为6,向其中添加助溶剂:6%(w/w湿糟)的Na Cl溶液,0.04%(w/w湿糟)木瓜蛋白酶溶液以及9%(v/w湿糟)体积分数为95%的助溶剂无水乙醇,控制助溶剂添加总体积与酒糟干基总质量的体积质量比为1??1,搅拌分散,保持55℃自溶36 h,而后烘干粉碎制得成品。酵母高密度发酵后的白酒糟经自溶处理后产品氨态氮含量达到3.83 mg/g干糟。     

鸭大肠杆菌O_(78)血清型强毒株分离鉴定及其高密度发酵新工艺

依据大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)持家基因PhoA PCR检测,从临床病料中分离鉴定出11株鸭致病性E.coli。经O抗原血清型鉴定以及毒力分析,筛选出1株O_(78)血清型鸭E.coli强毒株EC-KP120427。以此菌株为基础,使用单因素法以及正交法,获得O_(78)血清型鸭E.coli强毒株新型高密度发酵培养基,配方中初糖采用甘油替代葡萄糖,无机盐仅添加磷酸氢二钾,同时补充铁、锰、铝3种微量元素,在普通摇床上37℃培养菌液D_(600 nm)可达到9.0以上。使用赛多利斯5 L发酵罐,对EC-KP120427菌株进行发酵培养试验。使用优化的新型高密度发酵培养基,按1∶10比例接种对数生长期种子菌,菌液D_(600 nm)值为1.0、控制温度37℃、pH 7.0、调节空气通气量1.5～5.0 L/min、转速100～400 r/min、发酵至对数生长期以15 mL·h~(-1)·L~(-1)流速慢速流加50%葡萄糖溶液,培养菌液D_(600 nm)值可高达30.0以上,成功实现了O_(78)血清型鸭E.coli强毒株高密度发酵。本研究为致病性E.coli高密度发酵技术标准的建立奠定基础,同时为水禽E.coli细菌疫苗的改进提供了技术支持。     

高密度发酵工艺的研究

随着基因重组技术的不断发展,越来越多的外源基因得以在微生物中表达,以便大量快捷地获得外源基因产物或改变微生物的代谢特性。与其它表达系统相比,高密度发酵表达系统因具有易培养、遗传学背景清楚、表达水平高、培养周期短等特点,成为目前应用最为广泛的表达系统。工业生产发酵的基本目标是以最低的成本获得最高的细胞或其产物收益,因此大规模高密度培养微生物的技术和工艺变得越来越重要。高密度培养涉及到培养基组成、培养条件等诸多方面。作者在此就大肠杆菌高密度培养的影响因素、培养方法及基因工程技术。就基因工程菌高密度发酵工艺的几个主要影响因素,包括重组菌构建、培养条件、生长抑制因子以及它们的控制技术等因素进行了研究;分析了这些因素对目的蛋白表达的影响;介绍了基因工程菌高密度发酵领域的一些研究进展。在大肠杆菌高密度培养中的最新应用进行简要综述。     

毕赤酵母基因工程菌高密度发酵及其应用研究

构建重组毕赤酵母基因工程菌表达外源目的产物是获取新生物制品的有效途径,高密度发酵是实现这些产品规模化、低成本生产的关键技术。文章对影响毕赤酵母基因工程菌高密度发酵的因素和调控措施(如基因工程菌、培养基、生长阶段菌体密度及比生长速率),以及发酵过程中参数调控和毕赤酵母基因工程菌高密度发酵的应用等进行了综述,并提出该体系存在的问题。     

基于响应面法优化饲用粪肠球菌发酵培养基

为了实现粪肠球菌(Enterococcus faecalis)E_(XW)27的高密度培养,对健康仔猪肠道分离的粪肠球菌E_(XW)27发酵培养基进行响应面优化,以MRS为基础培养基,活菌浓度为评价指标,对发酵培养基中碳氮源、微量元素、缓冲盐体系以及促生长因子等通过单因素试验和响应面试验优化高密度发酵培养的培养基配方,确定最佳活菌浓度时的培养基组成。结果显示:蔗糖57.3 g/L、蛋白胨45 g/L、磷酸氢二钾3.75 g/L、柠檬酸铵3.5 g/L、乙酸钠6.25 g/L、硫酸镁1.5 g/L、硫酸锰0.45 g/L、组氨酸1.4 g/L、维生素C 0.01 g/L、碳酸钙10 g/L。发酵液最高活菌数达到1.03×10~(10) CFU/mL,是相同条件下MRS培养基中活菌数的10.61倍,菌体浓度显著提高,具有实际应用价值。     

布鲁菌病活疫苗菌体高密度发酵工艺研究

在GMP原则的指导下,为了提高布鲁菌病活疫苗的产量和头份数,在500L发酵罐基础上,对布鲁菌S2株的菌体高密度发酵工艺进行了一系列优化试验,各项发酵培养条件经优化后,菌体的密度得到了明显提高,发酵菌数可达到300亿CFU/mL以上。     

重组大肠杆菌DH5α-pCAGGoptiHA5培养基优化及高密度培养

为提高重组质粒的生产效率,利用响应面分析中的Plackett-Burman试验设计、最陡爬坡试验和Box-Behnken试验,对影响该工程菌质粒表达的培养基组分进行筛选和优化,以确定该工程菌的最佳培养基组分。结果显示:蔗糖、硫酸铵分别为最佳碳源、无机氮源;酵母浸粉、蔗糖和(NH4)2SO4最佳质量浓度分别为7.50,17.50,7.50g/L。在相同培养条件下,优化后培养基质粒产量是LB培养基质粒产量2倍。使用100L反应器高密度培养时利用优化的培养基发酵培养重组大肠杆菌,质粒质量浓度达到115.25mg/L,比优化前提高88.52%,质粒各项指标稳定,免疫原性优良。此试验数据为规模化生产提供参考数据。     

酵母培养物对生长猪的生产性能、饲料消化率及肠道微生物区系影响的研究

<正>酵母培养物(Yeast Culture)是一种复杂的发酵产品。它是由选定的酵母菌在特制的培养基上进行发酵后所产生的细胞外代谢产物和经发酵后变性了的培养基以及在酵母培养物的制造过程中作为生产代谢     

覆膜式静态好氧发酵在牛床垫料生产中的应用

牛床垫料是奶牛场生产中极为重要的消耗性材料,干燥松软的卧床垫料可以提高奶牛卧床率和卧床时间,进而利于提高奶牛健康和生产性能。近几年来,牛床垫料的市场需求催生了很多垫料再生方式。本文主要介绍了一种覆膜式静态好氧发酵生产垫料的方式。该发酵工艺简单、投资少、施工周期短,无需另建厂房,场地选择灵活性高;发酵过程能抑制臭气外散并实现了雨污分离,具有较好的环境友好性;运行费用很低,有很好的节能效果;发酵温度可现场或远程调节干预,发酵效果良好。该模式单堆发酵为集中进出料,需配备混料出料区域,适合投资预算少、配备混料场地较大的奶牛场。     

微生物发酵中药的研究现状及其在养殖业中的应用

发酵法是中药炮制的传统方法,具有提高有效成分含量、增强或产生新的疗效、降低毒性、调整肠道菌群等作用。现代中药发酵技术克服了传统中药发酵技术的菌种驳杂、温度和湿度不可控等缺点,发展出了固体发酵、液体发酵和双向固体发酵的现代工艺技术。近年来国家推行饲料禁抗,微生物发酵中药作为一种微生态制剂,在提高动物生产性能、提高动物机体免疫力、预防和治疗疾病等方面,以其独特的优势成为养殖业中抗生素替代品之一,在畜禽养殖业和水产养殖业有着巨大的潜力和市场。但目前发酵中药仍存在发酵机理不明确、物质基础的改变相对未知、发酵菌种较为单一、缺少一定的质量标准等问题。作者重点介绍了发酵中药的优势并比较了各种发酵技术的优点和缺点,对发酵中药在畜禽养殖和水产养殖中的应用进行了归纳总结,分析了发酵中药的发展潜力以及目前存在的问题、改进方案及发展方向,以期对未来微生物发酵中药的深入研究及其在畜禽、水产养殖业中的应用提供思路与借鉴。     

Dietary sources and their effects on animal production and environmental sustainability

Animal agriculture has been an important component in the integrated farming systems in developing countries. It serves in a paramount diversified role in producing animal protein food, draft power, farm manure as well as ensuring social status-quo and enriching livelihood. Ruminants are importantly contributable to the well-being and the livelihood of the global population. Ruminant production systems can vary from subsistence to intensive type of farming depending on locality, resource availability,infrastructure accessibility, food demand and market potentials. The growing demand for sustainable animal production is compelling to researchers exploring the potential approaches to reduce greenhouse gases(GHG) emissions from livestock. Global warming has been an issue of concern and importance for all especially those engaged in animal agriculture. Methane(CH_4) is one of the major GHG accounted for at least 14% of the total GHG with a global warming potential 25-fold of carbon dioxide and a 12-year atmospheric lifetime. Agricultural sector has a contribution of 50 to 60% methane emission and ruminants are the major source of methane contribution(15 to 33%). Methane emission by enteric fermentation of ruminants represents a loss of energy intake(5 to 15% of total) and is produced by methanogens(archae) as a result of fermentation end-products. Ruminants' digestive fermentation results in fermentation end-products of volatile fatty acids(VFA), microbial protein and methane production in the rumen. Rumen microorganisms including bacteria, protozoa and fungal zoospores are closely associated with the rumen fermentation efficiency. Besides using feed formulation and feeding management, local feed resources have been used as alternative feed additives for manipulation of rumen ecology with promising results for replacement in ruminant feeding. Those potential feed additive practices are as follows: 1) the use of plant extracts or plants containing secondary compounds(e.g., condensed tannins and saponins) such as mangosteen peel powder, rain tree pod; 2) plants rich in minerals, e.g., banana flower powder; and 3) plant essential oils, e.g., garlic, eucalyptus leaf powder, etc. Implementation of the-feed-system using cash crop and leguminous shrubs or fodder trees are of promising results.     

绿色富硒生物猪饲料中AFB1达标生产工艺优化研究

饲料中黄曲霉毒素(AFB₁)容易超标,检出率达80%~100%,毒性大,具强致癌性,可抑制生猪免疫机能,降低动物生产性能,引起动物继发感染,还会在动物产品中残留而威胁人类健康,给生猪养殖带来经济损失,降低猪肉食品安全性。本文通过使用先进固体发酵系统设备和益生菌发酵技术,采用单因素试验和响应面中试优化,获得发酵降解猪饲料AFB₁的最佳工艺参数为硒浓度0.3 mg/kg,发酵时间12 h,量子波强度30 Hz,益生菌菌种组合CGMCC NO.17328混合CGMCC NO.15611。该工艺将猪饲料AFB₁量从63.41μg/kg降解到2.98μg/kg,降解率达到95.30%,AFB₁含量达到国家饲料安全标准。生产工艺适合养猪场低成本快速生产AFB₁达标猪饲料。     

Effect of dolomite,magnesium oxide (MgO) and chalk (CaCO3) on in vitro fermentation of amorphous and crystalline cellulose and meadow hay using inoculum from sheep

Some minerals can influence some biochemical parameters of rumen fermentation. The objective of this experiment was to determine the effect of different amounts (0.1, 0.25 and 0.5 g) of dolomite and to compare the effect of dolomite, magnesium oxide (MgO) and chalk (CaCO3) upon the end products of rumen fermentation in vitro. Amorphous and crystalline cellulose as well as meadow hay were used as substrates and incubated with buffered rumen fluid in sealed fermentation bottles. In dependence on the amount of dolomite and the kind of substrate an inhibitory effect of dolomite on methane production was evident. Significant differences of methane production were found between the controls, crystalline cellulose and meadow hay with 0.5 g of dolomite. An increase of total gas production was observed for cellulose with both 0.25 and 0.5 g of dolomite and also for meadow hay with 0.5 g of dolomite. It can be concluded that there was a remarkable effect of dolomite on methane production and also a slight effect of magnesium oxide and chalk as compared to the effect of dolomite on the fermentation parameters of incubated substrates.     

利用啤酒酿造副产物添加血粉和益生菌生产发酵蛋白质饲料的研究

我国啤酒生产每年会产生大量的副产物麦糟和废酵母,而屠宰行业也会产生大量的禽畜血液副产物,两者具有很高的营养价值,适合作为发酵饲料的原料加以利用。以麦糟为主料,加入血粉辅料,混合接种不同益生菌,通过测定发酵产物蛋白质含量、糖含量及总酸含量等指标,分别评价不同主辅料配料比、发酵时间、酵母菌及乳酸菌接种方式及接种量等因素对混合发酵饲料品质的影响,筛选生产发酵蛋白质饲料的最佳条件。结果表明：在血粉辅料添加量为15.00%、发酵温度为30 ℃、接种酵母菌单一菌种且接种量为2.00%、发酵时间为5 d的条件下,获得的发酵产物品质较好,蛋白质含量达到50.36%,与初始样品的蛋白质含量相比,提升幅度达到75.53%;利用酵母菌及乳酸菌混合发酵时,先接入1.00%乳酸菌发酵2 d后,再接入1.00%酵母菌继续发酵至7 d时,产物的蛋白质含量达到59.27%,与初始样品的蛋白质含量相比,提高幅度达到106.59%。利用上述2种发酵方式得到的产品可作为良好的蛋白质饲料。     

发酵日粮纤维在动物生产中的应用研究进展

微生物发酵是一种能够提高日粮纤维应用价值的饲料加工方法,在动物生产应用中能够起到促进机体生长、改善血清指标、调节菌群平衡、增强免疫力和抗氧化性能以及提高畜产品品质等作用.近年来,发酵日粮纤维在调控肠道健康方面越来越受到研究和关注.本文综述了日粮纤维结构、发酵纤维的研究现状和作用机理及其动物生产中的应用进展,为促进日粮纤...     

生物发酵饲料在无抗养猪生产上的应用研究进展

生物发酵饲料作为"第四代活的饲料",近年来备受畜牧行业的关注,也是国家实行饲料全面禁抗后的替抗研究手段之一.生物发酵饲料立足于去除原料抗营养因子、改善饲料营养价值、提高饲料养分消化利用率、产生有益微生物代谢产物,达到维护动物肠道健康、提升动物机体免疫力、促进动物生产性能、减少动物粪污排放和环保健康养殖的目的.生物饲料在...     

低淀粉饲粮条件下不同瘤胃降解淀粉水平对体外瘤胃发酵的影响

本试验旨在研究玉米作为淀粉来源的低淀粉饲粮条件下不同瘤胃降解淀粉(RDS)水平对体外瘤胃发酵的影响。以3头安装有永久性瘤胃瘘管的健康荷斯坦奶牛作为瘤胃液供体,各组分别以不同RDS水平饲粮作为发酵底物,体外产气法测定培养48 h时产气量和瘤胃发酵参数以及24 h时瘤胃微生物区系变化。结果表明:1)随着饲粮RDS水平的提高,体外培养48 h时产气量、潜在产气部分和产气速率呈线性升高(P0.05),快速发酵部分产气量呈线性下降(P0.05),干物质消失率呈线性升高(P0.05);2)随着饲粮RDS水平的提高,体外培养48 h时发酵液微生物蛋白、乙酸、丙酸、丁酸和总挥发性脂肪酸浓度呈线性升高(P0.05),pH和氨态氮浓度没有显著变化(P0.05);3)随着饲粮RDS水平的提高,体外培养24 h时发酵液中白色瘤胃球菌和嗜淀粉瘤胃杆菌的相对数量呈线性升高(P0.05),黄色瘤胃球菌、琥珀酸丝状杆菌、溶纤维丁酸弧菌、牛链球菌和溶淀粉琥珀酸单胞菌的相对数量没有显著变化(P0.05)。综合考虑,低淀粉饲粮条件下提高RDS水平有利于瘤胃发酵。     

不同氨基酸对泰万菌素发酵影响的研究

通过单因素试验考察了泰万菌素发酵培养基中不同氨基酸种类对其发酵过程的影响,并利用正交试验对发酵培养基中3种主要氨基酸的用量配比进行了优化,结果表明发酵培养基加入0.2%亮氨酸、0.1%色氨酸、0.1%甘氨酸对泰万菌素发酵转化率影响显著,发酵摇瓶效价从14000μ/mL提高到18000μ/mL,效价提高了28.5%,完成了对泰万菌素提高发酵转化率和发酵单位的目的,并为大规模商业化生产泰万菌素奠定了良好的基础。